이미지 크레디트 : NASA
우린 큰일났다. 언젠가 지구는 부은 붉은 별 주위를 도는 불길한 콘크리트가 될 것입니다.
이것은 우리 태양과 같은 주 계열성에 가까이 사는 어떤 행성의 궁극적 인 운명입니다. 주 계열성 별은 수소로 흐르고이 연료가 다 떨어지면 헬륨으로 바뀌고 붉은 거인이됩니다. 태양이 붉은 거인으로 변하는 것은 지구에는 슬픈 소식이지만 태양계의 가장 먼 지역에있는 얼음 행성은 처음으로 태양의 따뜻함을 느끼게됩니다.
태양은 일생 동안 느리지 만 꾸준히 밝고 뜨겁게 자랐습니다. 약 40 억 년 안에 태양이 붉은 거인이되면, 우리의 친숙한 노란 태양은 주로 적외선과 가시적 인 붉은 빛의 저주파 에너지를 방출하기 때문에 생생한 빨강이됩니다. 수천 배나 더 밝아 지지만 더 차가운 표면 온도를 가지게되고 대기는 팽창하여 머큐리, 금성, 그리고 아마도 지구를 천천히 채울 것입니다.
태양의 대기가 지구의 1AU 궤도에 도달 할 것으로 예상되는 동안, 붉은 거인은 많은 질량을 잃는 경향이 있으며,이 방출 된 가스의 파도는 지구를 범위 밖으로 밀어 낼 수 있습니다. 그러나 지구가 소비 되든 아니면 단순히 노래하든 지구의 모든 생명은 망각에 빠질 것입니다.
그러나 콜로라도 주 볼더에있는 사우스 웨스트 연구소의 우주 연구 국장 인 S. Alan Stern의 Astrobiology 저널에 실린 논문에 따르면, 생명을 가능하게하는 조건은 태양계의 다른 곳에 나타날 수 있습니다. 그는 10에서 50 AU에 위치한 행성들은 붉은 거인 태양의 거주 할 수있는 지역에있을 것이라고 말했다. 태양계의 거주 가능 구역은 물이 액체 상태로 유지 될 수있는 영역입니다.
거주 지역은 태양이 밝고 밝아지고 적색 거대 단계로 진화함에 따라 10 ~ 50 AU 지역을 통해 점차 이동합니다. 토성, 천왕성, 해왕성 및 명왕성은 모두 얼음 달과 카이퍼 벨트 개체와 마찬가지로 10 ~ 50 AU 내에 있습니다. 그러나이 모든 세계가 같은 기회를 가질 수는 없습니다.
가스 행성 행성 토성, 해왕성 및 천왕성에 대한 거주 가능성에 대한 전망은 붉은 거대한 전환으로 그다지 영향을받지 않을 수 있습니다. 천문학 자들은 다른 태양계에서 부모의 별과 매우 가까운 궤도를 도는 기체 행성을 발견했으며,이“열성 목성”은 강한 복사에 근접하더라도 기체 대기를 유지하는 것으로 보인다. 우리가 알고있는 삶은 가스 행성에 나타나지 않을 것입니다.
Stern은 Neptune의 달 Triton, Pluto 및 달 Charon 및 Kuiper Belt Objects가 인생에 가장 좋은 기회를 가질 것이라고 생각합니다. 이 몸은 유기 화학 물질이 풍부하고, 붉은 거인 태양의 열은 얼음 표면을 바다로 녹일 것입니다.
스턴은“태양이 붉은 거인 일 때 태양계의 얼음 세계가 녹아 수천에서 수억 년 동안 바다의 오아시스가 될 것”이라고 말했다. “우리의 태양계는 이제 거대한 행성의 모든 얼음 달에 대해 수백 개의 바다가있을 것입니다. 그리고 카이퍼 벨트의 얼음 왜소 행성도 그때 바다에있을 것입니다. 명왕성의 기온은 현재 마이애미 비치의 기온과 크게 다르지 않기 때문에, 나는이 세계를 최근 몇 년 동안 태양 같은 별을 공전하는 과열 된 목성들과 유사하게‘따뜻한 명왕성’이라고 부릅니다.”
그러나 태양의 영향은 전체 이야기가 아닙니다. 행성의 특징은 거주 성을 결정하는 데 먼 길을 가고 있습니다. 이러한 특성에는 행성의 내부 활동, 행성의 반사도 또는 "알베도", 대기의 두께와 구성이 포함됩니다. 행성에 거주 성을 선호하는 모든 요소가 있어도 생명이 반드시 나타나는 것은 아닙니다.
시애틀에서 워싱턴 대학 (University of Washington)의 천문학 자이자“지구의 삶과 죽음”이라는 책의 공동 저자 인 돈 브라운 리 (Don Brownlee)는“우리는 인생을 시작하기 위해 무엇이 필요한지 모른다”고 말했다. Brownlee는 따뜻하고 습한 실내 및 유기 재료가 필요한 모든 것이라면 Pluto, Triton 및 Kuiper Belt Objects가 생명을 유지할 수 있다고 말합니다.
Brownlee는“그러나주의 할 점으로, 탄소 성 연골 운석을 생성 한 소행성의 내부는 아마도 태양계의 초기 역사에서 수백만 년 동안 따뜻하고 습했다. "이 몸은 물과 유기 물질이 모두 풍부하지만 소행성 운석에 생명체가 있다는 강력한 증거는 없습니다."
행성 체의 궤도도 생명의 기회에 영향을 미칩니다. 예를 들어 명왕성은 지구와 같이 좋은 규칙적인 궤도를 가지고 있지 않습니다. 명왕성의 궤도는 비교적 편심하여 태양으로부터의 거리가 다양합니다. 1979 년 1 월부터 1999 년 2 월까지 명왕성은 해왕성보다 태양에 더 가까웠으며 백 년 후에는 해왕성보다 거의 두 배나 더 먼 거리에있을 것입니다. 이러한 유형의 궤도는 극도의 냉각으로 명왕성이 번갈아 가며 가열됩니다.
트리톤의 궤도도 독특합니다. Triton은 후진 궤도 또는 "복귀"에 유일하게 큰 달입니다. Triton은 Kuiper Belt Object로 형성된 다음 해왕성의 중력에 의해 포착되어이 비정상적인 궤도를 가질 수 있습니다. 역행 궤도는 해왕성과 조력의 상호 작용을 일으키기 때문에 불안정한 동맹입니다. 과학자들은 언젠가 Triton이 Neptune에 충돌하거나 작은 조각으로 분해되어 행성 주위에 고리를 형성 할 것이라고 예측합니다.
Stern은“Triton 궤도 궤도의 조석 붕괴에 대한 시간 척도는 불확실하여 주변에 있거나 이미 태양이 붉어 질 때 이미 충돌했을 수 있습니다. "트리톤이 주변에 있다면 아마도 명왕성과 같은 종류의 유기농이 풍부한 바다 세계처럼 보일 것입니다."
태양은 약 2 억 5 천만 년 동안 붉은 거인으로 태워 질 것이지만, 인생이 발판을 마련하기에 충분한 시간입니까? 붉은 거인의 대부분의 수명 동안 태양은 현재 상태보다 30 배 더 밝을 것입니다. 적색 거대 단계가 끝날 무렵 태양은 1,000 배 이상 밝아지고 때로는 현재 밝기의 6,000 배에 이르는 에너지 펄스를 방출합니다. 그러나이 강렬한 밝기 기간은 몇 백만 년 또는 수천만 년 동안 지속될 것입니다.
레드 자이언트의 가장 밝은 단계의 간결함은 브라운 리에게 명왕성이 인생에 대한 약속을 많이 가지고 있지 않다는 것을 암시합니다. 명왕성의 평균 궤도는 40AU이기 때문에 현재 지구상에 도달하는 것과 동일한 태양 복사를 얻으려면 명왕성이 태양보다 1600 배 더 밝아 야합니다.
Brownlee는“태양은이 밝기에 도달 할 수 있지만 아주 짧은 기간 동안 만 가능합니다. "Pluto의 표면과 분위기는 우리의 관점에서‘개선 될 것입니다. 그러나 중요한시기는 아닙니다."
붉은 거인 단계 후에 태양은 희미 해지고 지구의 크기로 줄어들어 백색 왜성이됩니다. 붉은 거인에 비추어 먼 행성들은 다시 얼어 붙은 얼음 세계가 될 것입니다.
따라서 인생이 붉은 거대한 시스템에 나타나려면 빠른 시작이 필요합니다. 지구상의 생명체는 지구가 태어난 지 약 8 억 년이 지난 38 억 년 전에 시작된 것으로 생각됩니다. 그러나 아마도 내부 태양계의 행성들이 8 억 년 동안 무거운 소행성 폭격을 겪었 기 때문일 것입니다. 생명이 즉시 시작 되더라도 소행성의 초기 비는 지구를 그 생명에서 깨끗하게 닦았을 것입니다.
브라운 리 씨는 붉은 행성의 태양이 카이퍼 벨트의 수많은 혜성을 방해 할 수 있기 때문에 외부 행성에 대한 새로운 폭격의 시대가 시작될 수 있다고 말합니다.
Brownlee는“붉은 색의 태양이 1,000 배 더 밝을 때 질량의 거의 절반을 우주로 잃습니다. “이것은 궤도 체가 바깥쪽으로 움직이게합니다. 가스 손실 및 기타 영향으로 인해 카이퍼 벨트가 불안정 해지고 또 다른 흥미로운 폭격이 일어날 수 있습니다.”
그러나 스턴은 고대 소행성 벨트가 오늘날 카이퍼 벨트보다 훨씬 더 많은 물질을 가지고 있었기 때문에 지구가 초기처럼 자주 붉은 태양에 의해 거주 할 수있게 된 행성은 폭격되지 않을 것이라고 말했다.
또한 외계 행성은 지구가 견뎌야했던 것과 동일한 자외선 (UV) 수준을 경험하지 못합니다. 적색 거인은 자외선이 매우 낮기 때문입니다. 주 서열 별의 높은 강도의 UV는 생명의 기원에 필요한 섬세한 단백질과 RNA 가닥을 손상시킬 수 있습니다. 지구의 생명체는이 빛의 강도로부터 보호되는 수심에서만 시작될 수있었습니다. 그러므로 지구의 생명은 액체 물과 불가분의 관계가 있습니다. 그러나 UV 차폐가 필요하지 않은 행성에서 어떤 종류의 생명이 생길 수 있는지 아는 사람은 누구입니까?
Stern은 오늘날 붉은 거인 주위를 공전하는 명왕성 같은 세계에서 생명의 증거를 찾아야한다고 생각합니다. 우리는 현재 은하계에서 1 억 개의 태양계 별이 붉은 거인으로 불타고 있다는 것을 알고 있으며, 스턴은이 모든 시스템이 10 ~ 50AU 내의 거주 가능한 행성을 가질 수 있다고 말했다. 그는“따뜻하고 물이 풍부한 세계에서 생명을 창출하는 데 필요한 시간을 테스트하는 것이 좋을 것”이라고 말했다.
Brownlee는“빨간색 거대 별에 의해 유기물이 풍부한 먼 몸이 구워진다는 아이디어는 흥미롭고 생명이 짧은 서식지라면 매우 흥미로울 수 있습니다. "그러나 나는 우리 태양의 시간이 상당히 남았 기 때문에 기쁘다."
무엇 향후 계획
우리가 외부 태양계에 대해 알고있는 대부분은 지구 기반 망원경으로 측정 한 거리를 기반으로하고 있지만, 2004 년 1 월 2 일 과학자들은 Kuiper Belt Object를 자세히 엿볼 수있었습니다. 스타 더스트 (Stardust) 우주선은 카이퍼 벨트 (Kuiper Belt)에서 총 46 억 년의 수명을 보냈다. Wild2는 이제 목성의 궤도 내부에서 궤도를 돌고 있습니다. 스타 더스트 미션의 Principle Investigator 인 브라운 리 (Brownlee)는 스타 더스트 이미지는 고대 역사와 최근의 역사에 의해 형성된 몸의 환상적인 표면 디테일을 보여준다고 말합니다. Wild2가 내부 태양계의 강한 태양열에서 급속히 붕괴됨에 따라 Stardust 이미지는 가스와 먼지 제트가 혜성에서 발사되는 것을 보여줍니다.
외부 태양계에 대해 자세히 알아 보려면 우주선을 보내 조사해야합니다. 2001 년 NASA는 그러한 목적으로 New Horizons 임무를 선택했습니다.
New Horizons 임무의 수석 조사관 인 Stern은 우주선 조립이 이번 여름에 시작될 예정이라고보고했습니다. 우주선은 2006 년 1 월에 출시 될 예정이며 2015 년 여름 명왕성에 도착합니다.
뉴 호라이즌의 임무는 과학자들이 명왕성과 카론의 지질학을 연구하고, 표면을지도 화하고, 온도를 측정 할 수있게합니다. 명왕성의 분위기도 자세히 연구 될 것입니다. 또한 우주선은 비슷한 측정을하기 위해 카이퍼 벨트의 얼음 체를 방문합니다.
원본 출처 : Astrobiology Magazine
